Bài giảng môn học Truyền số liệu: Chương 2 (phần 1)

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌC

Môn Học TRUYỀN SỐ LIỆU

BÀI GIẢNG CHƯƠNG 2 GIAO TIẾP VẬT LÝ VÀ MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DỮ LIỆU

NỘI DUNG

2.1 Các loại tín hiệu 2.2 Sự suy giảm và biến dạng tín hiệu 2.3 Môi trường truyền dẫn 2.4 Môi trường truyền dẫn có hướng 2.5 Môi trường truyền dẫn không dây 2.6 Các chuẩn giao tiếp vật lý

NỘI DUNG

2.1 Các loại tín hiệu 2.2 Sự suy giảm và biến dạng tín hiệu 2.3 Môi trường truyền dẫn 2.4 Môi trường truyền dẫn có hướng 2.5 Môi trường truyền dẫn không dây 2.6 Các chuẩn giao tiếp vật lý

CÁC LOẠI TÍN HIỆU

 DTE: tạo ra dữ liệu và chuyển đến DCE  DCE: chuyển tín hiệu thành các format thích hợp cho quá trình

truyền

 EIA (Electronic Industries Alliance) và ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunication Standard Sector) đã phát triển nhiều chuẩn cho giao diện DTE và DCE

CÁC LOẠI TÍN HIỆU

 Tín hiệu dùng theo chuẩn V.28  Tín hiệu dòng 20 mA  Tín hiệu dùng theo chuẩn RS-422A/V.11  Các tín hiệu truyền trên cáp đồng trục  Các tín hiệu cáp quang  Các tín hiệu vệ tinh và vô tuyến

TÍN HIỆU DÙNG THEO CHUẨN V.28

Thieât bò ñích

Thieât bò nguoàn

V = 3 ñeán 15v

1 = - V; 0 = +V

Phaùt

Thu

-V

1 > 2.0V

0 < 0.8V

Thu

Phaùt

-V

Tín hieäu noái ñaát

Ñöôøng baûo veä noái ñaát

TÍN HIỆU DÙNG THEO CHUẨN V.28

Bit 1 → ˂ -3Vdc Bit 0 → ˃ +3Vdc

 Sử dụng trên cáp song hành  Khoảng cách truyền có thể đạt 15 m  Tốc độ truyền có thể đạt 20 Kbps

Computer A

Computer B

TÍN HIEÄU V.28 TREÂN CAÙP SONG HAØNH

Tín hieäu V.28

Phaân heä TSL

Line ñieän thoai coá ñònh

PSTN

Modem

Lieân keát qua maïng PSTN söû duïng Modem

VÍ DUÏ TÍN HIEÄU TREÂN CAÙP SONG HAØNH

Lieân keát Computer vôùi Modem

TÍN HIỆU DÒNG 20mA

 Tín hiệu là dòng điện thay cho điện áp  Trạng thái chuyển mạch được điều khiển bởi

Bit 1 → dòng 20 mA đi qua: chuyển mạch đóng Bit 0 → không có dòng 20 mA đi qua: chuyển mạch mở

luồng bit dữ liệu truyền

 Tại đầu thu dòng điện được phát hiện bởi các

mạch cảm biến dòng

TÍN HIEÄU DOØNG 20 mA

Thieât bò ñích

Thieât bò nguoàn

Phaùt

Thu

Phaùt

 Söû duïng treân caùp song haønh  Khoaûng caùch truyeàn xa hôn V.28, coù theå ñaït 1Km  Khaû naêng choáng nhieãu toát hôn V.28

TÍN HIEÄU RS-422A/V.11

 Söû duïng treân caùp xoaén ñoâi  Khoaûng caùch truyeàn toái ña 1300m  Toác ñoä truyeàn toái ña: 10 Megabaud

TÍN HIỆU DÙNG THEO CHUẨN RS-422A / V.11

 Sự thay đổi các bit truyền dựa vào sự thay

Bit 1 → +V và -V Bit 0 → -V và +V

đổi điện áp trên cả 2 dây tín hiệu

 Cự ly 10m tốc độ 10Mbps  Cự ly 1 km tốc độ 100Kbps

CÁC TÍN HIỆU TRUYỀN TRÊNCÁP ĐỒNG TRỤC

 Băng thông có thể lên đến 350 MHz hoặc

cao hơn

Truyền dẫn tín hiệu dãi nền (Baseband mode) Truyền dẫn tín hiệu băng rộng (Broadband mode)

 Chế độ truyền dẫn tín hiệu

CÁC TÍN HIỆU TRUYỀN TRÊNCÁP ĐỒNG TRỤC

Sử dụng toàn bộ băng thông (bandwidth) để truyền luồng bit tốc độ cao (10 Mbps)

 Baseband mode

Băng thông sẵn có được chia thành một số các kênh có tốc độ nhỏ hơn

 Broadband mode

CÁC TÍN HIỆU CÁP QUANG

 Sử dụng mã hóa lưỡng cực  Dựa trên nguyên tắc chuyển đổi tín hiệu điện sang 3 mức tín hiệu quang 0, 0.5Pmax và Pmax  Module truyền chuyển các mức điện áp điện áp nhị phân bên trong sang tín hiệu quang 3 mức đặt lên cáp nhờ bộ nối và led tốc độ cao

 Tại bộ thu, cáp được kết nối với bộ nối đặc biệt đi đến diode thu quang tốc độ cao ngụ trong module thu. Module này chuyển đổi tín hiệu tạo ra bởi diode quang tỉ lệ với mức ánh sáng thành các mức điện áp bên trong tương ứng với mức 1 và mức 0

TÍN HIEÄU TREÂN CAÙP SÔÏI QUANG

Sô ñoà truyeàn tín hieäu treân caùp sôïi quang

TÍN HIEÄU TREÂN CAÙP SÔÏI

QUANG

Tín hieäu quang ñöôïc phaùt ñi

TÍN HIEÄU VOÂ TUYEÁN VAØ VEÄ

TINH  Caùc keânh voâ tuyeán söû duïng kyõ thuaät gheùp keânh theo taàn soá FDM.

 Tín hieäu baêng taàn cô sôû trong moãi keânh söû duïng TDM ñoàng boä.

 Caùc phöông phaùp ñieàu khieån truy nhaäp:

+ Truy nhaäp ngaãu nhieân (random access),

+ Truy nhaäp theo aán ñònh tröôùc (fixed assignment), vaø

+ Truy nhaäp theo yeâu caàu (Demand assignment).

NỘI DUNG

2.1 Các loại tín hiệu 2.2 Sự suy giảm và biến dạng tín hiệu 2.3 Môi trường truyền dẫn 2.4 Môi trường truyền dẫn có hướng 2.5 Môi trường truyền dẫn không dây 2.6 Các chuẩn giao tiếp vật lý

SỰ SUY GIẢM TÍN HiỆU (Signal Attenuation)

 Một tín hiệu lan truyền dọc dây dẫn, biên độ của nó giảm xuống → tín hiệu bị suy giảm  Nếu cáp quá dài thì có các bộ khuếch đại lặp (repeater) được chèn vào từng khoảng dọc theo cáp → tái sinh tín hiệu

BĂNG THÔNG BỊ GIỚI HẠN

 Bất kỳ một kênh truyền hay đường truyền

nào cũng có một băng thông xác định

 Khi truyền tín hiệu qua kênh thông tin chỉ những thành phần tần số trong dãy thông sẽ nhận được bởi máy thu

SỰ BIẾN DẠNG DO TRỄ PHA

 Tốc độ lan truyền của tín hiệu dọc theo

đường truyền thay đổi tùy theo tần số

 Khi truyền một tín hiệu số có các thành phần tần số khác nhau → nó sẽ đến máy thu với độ trễ pha khác nhau → biến dạng tín hiệu do trễ tại máy thu

 Tốc độ bit tăng → sự biến dạng tăng

SỰ CAN NHIỄU (TẠP ÂM)

 Khi không có tín hiệu, một kênh truyền được xem là lý tưởng nếu mức điện thế trên đó là zero

 Thực tế có những tác động ngẫu nhiên làm cho mức điện thế này khác zero dù không có tín hiệu nào trên đường truyền

 Mức tín hiệu này gọi là mức nhiễu đường

dây (line noise)

SỰ CAN NHIỄU (TẠP ÂM)

 Tỉ số năng lượng trung bình của một tín hiệu thu được S so với năng lượng của mức nhiễu đường dây N được gọi là tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR (Signal to Noise Ratio)

 SNRdB=10 log10 (S/N) (dB)  SNR càng cao → chất lượng tín hiệu càng

cao

DUNG LƯỢNG ĐƯỜNG TRUYỀN

 Tín hiệu trên đường truyền thường bị ảnh hưởng bởi các nhân tố sau: suy hao (attennuation), méo (distortion) và nhiễu (noise)

 Trong môi trường lý tưởng, theo Nyquist, dung lượng kênh

truyền là

 Trong môi trường thực tế theo Claude Shannon, dung lượng

kênh truyền là

 Trong đó

 B: băng thông kênh truyền  M: số mức điện áp  S/N: tỉ số tín hiệu trên nhiễu  C : dung lượng kênh truyền (tốc độ bit cực đại cho phép truyền không bị

lỗi)

DUNG LƯỢNG ĐƯỜNG TRUYỀN

 Ví dụ: Tính tốc độ bit truyền tối đa trên đường dây điện thoại thông thường, biết rằng băng tần của đường dây điện thoại từ 300-3400 Hz. Tín hiệu truyền trên đường truyền là tín hiệu dãy nền với 2 mức

a. Trong trường hợp đường truyền lý tưởng b. Trong trường hợp đường truyền có

S/N=35dB